AT511632B1 - Antriebsstrang für ein fahrzeug - Google Patents

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AT511632B1
AT511632B1 ATA955/2011A AT9552011A AT511632B1 AT 511632 B1 AT511632 B1 AT 511632B1 AT 9552011 A AT9552011 A AT 9552011A AT 511632 B1 AT511632 B1 AT 511632B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (30) für ein Fahrzeug, mit einem Doppelkupplungs-Getriebe (10) mit mehreren schaltbaren Gangstufen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), mit einer ersten Getriebeeingangswelle (11) und einer zweiten Getriebeeingangswelle (12), wobei die erste Getriebeeingangswelle (11) über eine erste Kupplung (13) und die zweite Getriebeeingangswelle (12) über eine zweite Kupplung (14) mit einer treibenden Welle (15) einer Brennkraftmaschine (16) verbunden ist, wobei aufeinanderfolgende Gangstufen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) unterschiedlichen Getriebeeingangswellen (11, 12) zugeordnet sind, wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) unmittelbar an die Brennkraftmaschine (16) grenzt, wobei die beiden Kupplungen (13, 14) auf der der Brennkraftmaschine (16) abgewandten Seite des Doppelkupplungs-Getriebe (10) angeordnet ist, und wobei mit zumindest einer der Getriebeeingangswellen (11, 12) zumindest eine elektrischen Maschine (17) wirksam drehverbindbar ist. Um Bauraum und Bauteile einzusparen, ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine (17) über ein Planetengetriebe (18) mit der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle (11, 12) verbunden ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 632 B1 2013-04-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, mit einem Doppelkupp-lungs-Getriebe mit mehreren schaltbaren Gangstufen, mit einer ersten Getriebeeingangswelle und einer zweiten Getriebeeingangswelle, wobei die erste Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und die zweite Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung mit einer treibenden Welle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei aufeinanderfolgende Gangstufen unterschiedlichen Getriebeeingangswellen zugeordnet sind, wobei das Doppelkupplungsgetriebe unmittelbar an die Brennkraftmaschine grenzt, wobei die beiden Kupplungen auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Doppelkupplungs-Getriebe angeordnet ist, und wobei mit zumindest einer der Getriebeeingangswellen zumindest eine elektrischen Maschine wirksam drehverbindbar ist.
[0002] Aus der WO 2007/042109 A1 ist ein Doppelkupplungs-Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Getriebeeingangswelle und einer zweiten Getriebeeingangswelle bekannt, wobei die erste Getriebeeingangswelle über eine erste Kupplung und die zweite Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung mit einem Verbrennungsmotor wirksam verbindbar sind. Dabei ist eine Elektromaschine über ein durch ein Planetengetriebe gebildetes zusätzliches Getriebe sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Getriebeeingangswelle wirksam verbindbar. Die Kupplungen sind dabei zwischen Brennkraftmaschine und dem Getriebe angeordnet. Dies hat den Nachteil, dass der trockene Kupplungsraum sowohl zur Brennkraftmaschine hin, als auch zum Getriebe hin abgedichtet werden muss.
[0003] Die DE 10 2007 039 980 A1 beschreibt ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, wobei die beiden Kupplungen auf der einer Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet sind. Auch die Veröffentlichungen WO 2010/087 311 A1 und JP 2010-151 303 A zeigen ähnliche Doppelkupplungsgetriebe.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Antriebsstrang der eingangs genannten Art die genannten Nachteile zu vermeiden und Bauraum sowie Bauteile einzusparen.
[0005] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die elektrische Maschine über ein Planetengetriebe mit der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist.
[0006] Dadurch kann der Fahrkomfort erhöht werden und zusätzliche elektrische Antriebsenergie ohne Momenteneinbruch in allen Gangstufen zur Verfügung gestellt werden.
[0007] Das Doppelkupplungsgetriebe kann mit einem Differential, vorzugsweise einem Vorder-achsdifferential, des Fahrzeuges kombiniert sein. Mit der beschriebenen Anordnung kann das Differential problemlos im Bereich der Fahrzeugmitte angeordnet werden, wodurch - ohne Zwischenwelle und Zwischenlager - gleich lange Antriebswellen mit geringem Kostenaufwand realisiert werden können.
[0008] Die erste und die zweite Getriebeeingangswelle sind vorteilhafterweise als Hohlwellen ausgebildet, wobei die vorzugsweise als Torsionsstab ausgebildete treibende Welle innerhalb der Hohlwellen angeordnet ist.
[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplungen mit der treibenden Welle und einer brennkraftmaschinenseitigen Primärmasse ein Zweimassenschwungrad bilden, welches gegebenenfalls durch zusätzliche Torsionsdämpfer in seiner Federkennlinie noch erweitert werden kann.
[0010] Die Brennkraftmaschine und das Doppelkupplungsgetriebe können innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn Brennkraftmaschine und Doppelkupplungsgetriebe einen gemeinsamen Schmierölkreislauf aufweisen. Das gemeinsame Gehäuse erlaubt eine kostengünstige Herstellung und ermöglicht eine besonders steife Struktur.
[0011] Der „trockene" Kupplungsraum ist am Ende des „nassen" Gehäuses angeordnet. Dadurch kann - im Vergleich mit zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe angeordneten 1 /5 österreichisches Patentamt AT 511 632 B1 2013-04-15
Kupplungen - ein Wellendichtring eingespart werden. Die Abdichtung sowie die eventuelle Wartung der Kupplungen wird wesentlich vereinfacht und verbilligt, da Brennkraftmaschine und Getriebe miteinander verbunden und an Ort und Stelle im Fahrzeug bleiben können.
[0012] In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Getriebeeingangswelle und/oder die zweite Getriebeeingangswelle mit zumindest einer Bremseinrichtung verbindbar ist.
[0013] In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung eine Reibungsbremse ist, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die Bremseinrichtung als Zentralsynchronisationseinrichtung für beide Getriebeeingangswellen ausgebildet ist. Dadurch können Bauteile und Bauraum gespart und der Fertigungsaufwand möglichst gering gehalten werden.
[0014] Um mit besonders geringem Aufwand ein momenteneinbruchsfreies Hochschalten zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bremseinrichtung einen drehfest und axial verschiebbaren, vorzugsweise rotationssymmetrischen, Bremskörper aufweist, welcher wahlweise über eine Verstelleinrichtung axial an einen mit der ersten Getriebeeingangswelle drehtest verbundene erste Bremsteil oder einen mit der zweiten Getriebeeingangswelle drehfest verbundenen zweiten Bremsteil anpressbar ist, wobei vorzugsweise der Bremskörper als Doppelkonus ausgebildet ist und die vorzugsweise als Bremsscheiben ausgebildeten Bremsteile jeweils eine mit dem Bremskörper zusammenwirkende konische Bremsfläche aufweisen. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise durch einen elektrischen Spindelantrieb gebildet werden.
[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass vor und/oder während eines Schaltvorganges in einen höheren Gang die von der treibenden Welle getrennte Getriebeeingangswelle, welche von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe geschaltet werden soll, durch die Bremseinrichtung von einer Drehzahl über der jeweiligen Synchrondrehzahl für die höhere Gangstufe abgebremst wird, bis die Getriebeeingangswelle die zum Einlegen der höheren Gangstufe nötige Synchrondrehzahl aufweist. Nach Erreichen der Synchrondrehzahl wird die Bremseinrichtung wieder deaktiviert.
[0016] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. näher erläutert.
[0017] Die Fig. zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang 30 mit einem Doppelkupplungsgetriebe 10, welches im Ausführungsbeispiel sieben Gangstufen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und eine Rückwärtsgangstufe R aufweist. Dabei sind jeweils aufeinanderfolgende Gangstufen 1 bis 7 auf unterschiedlichen Getriebeeingangswellen 11,12 angeordnet. Die erste Getriebeeingangswelle 11 ist über eine erste Kupplung 13 und die zweite Getriebeeingangswelle 12 über eine zweite Kupplung 14 mit der treibenden Welle 15 einer Brennkraftmaschine 16 antriebsverbindbar. Eine elektrische Maschine 17 ist über ein Planetengetriebe mit der ersten bzw. zweiten Getriebeeingangswelle 11,12 verbunden.
[0018] Die Kupplungen 13, 14 sind auf der der Brennkraftmaschine 16 abgewandten Seite des Doppelkupplungsgetriebes 10 angeordnet. Die erste und die zweite Getriebeeingangswelle 11, 12 sind Hohlwellen ausgebildet, wobei die als Torsionsstab ausgebildete treibende Welle 15 innerhalb der Hohlwellen 11,12 angeordnet ist. Eine motorseitige Primärmasse 31, die treibende Welle 15 und die Kupplungen 13, 14 bilden ein Zweimassenschwungrad aus, welches durch zusätzliche Torsionsdämpfer eventuell noch erweitert werden kann, wodurch -wenn vorteilhaft -eine (durch konventionelle Bauweise schwer darstellbare) sehr niedrige Federkennung realisiert werden kann. Die Brennkraftmaschine 16 und das Doppelkupplungsgetriebe 10 sind vorteilhafterweise mit einem gemeinsamen Gehäuse 32 ausgeführt, wodurch eine struktursteife und kostengünstige Bauweise erzielbar ist. Durch die Anordnung der Kupplungen 13, 14 an der der Brennkraftmaschine 16 abgewandten Seite des Doppelkupplungsgetriebes 10 ist nur eine Wellendichtung erforderlich.
[0019] Das Doppelkupplungs-Getriebe 10 weist eine Bremseinrichtung 19 mit einem als Doppelkonus ausgebildeten Bremskörper 20 auf, welcher Bremskörper 20 drehfest, aber axial über 2/5

Claims (1)

  1. österreichisches Patentamt AT 511 632 B1 2013-04-15 eine nicht weiter dargestellte Verstelleinrichtung gegen einen mit der ersten Eingangswelle 11 drehtest verbundenen, als Bremsscheibe ausgebildeten, ersten Bremsteil 21 oder einen mit der zweiten Eingangswelle 12 drehtest verbundenen, als Bremsscheibe ausgebildeten, zweite Bremsteil 22 gepresst werden kann, wodurch die entsprechende Getriebeeingangswelle 11,12 abgebremst wird. Im deaktivierten Zustand befindet sich der Bremskörper 20 in der in der Fig. eingezeichneten Mittelstellung. Der drehsymmetrische Bremskörper 20 weist eine doppelkonische Form auf, die Bremsteile 21, 22 weisen entsprechend dem Doppelkonus gestaltete konische Bremsflächen 21 a, 22a auf. [0020] Zum Schalten der Gangstufen 1 bis 7, R weisen die Zwischenwellen 23, 24, 25, welche über eine nicht weiter dargestellte Getriebestufe auf eine ebenfalls nicht dargestellte Abtriebswelle einwirken, unsynchronisierte Klauenkupplungen K auf. [0021] Die Bremseinrichtung 19 ermöglicht es, die Gangstufen 1 bis 7 zu wechseln, ohne das "Boosten" durch die elektrische Maschine 6 zu unterbrechen. Die Bremseinrichtung 19 ist dabei durch eine Zentralsynchronisiereinrichtung gebildet. Der Bremskörper 20 der Bremseinrichtung 19 ist in Umfangsrichtung gehäusefest, aber beispielsweise durch einen elektrischen Spindelantrieb wahlweise über den Bremsteil 21 mit der ersten Eingangswelle 11 oder über den Bremsteil 22 mit der zweiten Eingangswelle 12 verbindbar, indem durch ein geregeltes axiales Andrücken des Bremskörpers 20 an den Bremsteilen 21,22 das betreffende Teilgetriebe abgebremst wird, bis eine maximale Drehzahldifferenz an der Schaltstelle der jeweiligen Klauenkupplung K erreicht ist, die ein komfortables und die Klauen der Klauenkupplung K nicht beschädigendes Schalten ermöglichen. Eine elektromotorisch betriebene Spindelbremse ist mit wesentlich geringerem Aufwand verbunden, als eine zusätzliche elektrische Maschine im Antriebsstrang, insbesondere hinsichtlich der zugehörigen Leistungselektronik. [0022] Somit kann das "Boosten" über die elektrische Maschine 17 ununterbrochen fortgesetzt werden. Der Fahrer bemerkt dadurch den Gangwechsel kaum. [0023] Im Schubbetrieb, wo das Doppelkupplungsgetriebe 10 herunterschalten soll (um bei einem eventuell folgenden Beschleunigungsvorgang die richtige Gangstufe vorgewählt zu haben), ist zum Einlegen einer niedrigeren Gangstufe eine höhere Drehzahl als vorher erforderlich. Dieses Beschleunigen der ersten oder zweiten Getriebeeingangswelle 11,12 erfolgt über die elektrische Maschine 17. Wenn das Doppelkupplungs-Getriebe 10 während des Schubbetriebes im Rekuperationsmodus war, also das Fahrzeug merklich verzögert, kann zum Ausgleich des beim Synchronisieren fehlenden Bremsmomentes der elektrischen Maschine 17 die Betriebsbremse des Fahrzeuges kurz aktiviert bzw. verstärkt werden. Diese Funktion kann in konventionelle ABS- oder ESP-Assistenten integriert werden. Patentansprüche 1. Antriebsstrang (30) für ein Fahrzeug, mit einem Doppelkupplungs-Getriebe (10) mit mehreren schaltbaren Gangstufen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), mit einer ersten Getriebeeingangswelle (11) und einer zweiten Getriebeeingangswelle (12), wobei die erste Getriebeeingangswelle (11) über eine erste Kupplung und die zweite Getriebeeingangswelle (12) über eine zweite Kupplung mit einer treibenden Welle (15) einer Brennkraftmaschine (16) verbunden ist, wobei aufeinanderfolgende Gangstufen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) unterschiedlichen Getriebeeingangswellen (11, 12) zugeordnet sind, wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) unmittelbar an die Brennkraftmaschine (16) grenzt, wobei die beiden Kupplungen (13, 14) auf der der Brennkraftmaschine (16) abgewandten Seite des Doppelkupplungs-Getriebe (10) angeordnet ist, und wobei mit zumindest einer der Getriebeeingangswellen (11, 12) zumindest eine elektrischen Maschine (17) wirksam drehverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (17) über ein Planetengetriebe (18) mit der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle (11,12) verbunden ist. 3/5
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